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1、工业与实践IndustryandPractice纳米二氧化钛光催化材料研究进展贺海燕（陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021）摘要:综合评述了TiO光催化材料的掺杂改性和大比表面积气凝胶制备和性能等方面的国内外研究进展。2关键词:TiO；掺杂；气凝胶2DevelepmentofStudyonTiOPhotocatalyst2HeHaiyan（Collegeofmaterialsscienceandengineering,Shaanxiuniversityofscienceandtechnology710021）Abstrac
2、t:DevelepmentsofdopingimprovementsandaerogelsynthesisofTiOnanocatalystwereoverviewed.2Keywords:TiO；Doping；aerogel2纳米二氧化钛光催化材料以其优异的性能广泛基的降解性能较差。为了进一步改善二氧化钛光催应用于灭菌和环境净化等方面。作为高效光催化化材料的性能目前国内外进行了大量的研究工作。剂，它的显著优点是：能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分，在较大pH值范围内的稳定性强。具一、掺杂改性有高效、无毒的特点。适用于废气、废液的
3、治理和灭菌，能处理多种有毒化合物，包括工业有毒溶1.贵金属掺杂：掺杂的贵金属主要有Pt-Ru[1]剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等，andAu[2,3]等，这些贵金属通常作为还迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外，TiO原性催化剂，可以改善TiO2的性能，但价格昂2光催化技术也被用于无机污染物的处理，可以使贵，应用受到限制。Hg2+、Pb2+等水中金属离子还原或氧化而沉积在2.窄禁带半导体复合和掺杂:目前研究的半导TiO表面。TiO光催化可能降解的无机污染物还有体主要有CdS[4-8],CdSe[9],PbS[10]
4、,VO[11],BiS222523氰化物、SO、HS、NO和NO等有害气体也能被吸[12],SnO[13-15]等，一项研究表明在CdS-TiO凝胶22222附在TiO表面，在光的作用下转化成无毒无害物系统中的对甲基紫的还原率比TiO系统增大10倍，22质。由于TiO的禁带宽度为～3.2eV，只能吸收波另一项研究表明CdS的掺杂量达45%时达到最大的2长小于～387nm的紫外辐射，不能充分利用太阳能,光催化效果，对甲基橙的降解率比未掺杂增加近20光催化降解率低。特别是对一些难降解有机物如苯倍，半导体掺杂由于效果好可以充分利用自然光陶
5、瓷科学与艺术·2·2007.5工业与实践IndustryandPractice源、原材料成本低、合成工艺简单以混合凝胶悬浮化作用。BaTiO和SrTiO的带宽能量分别为3.1eV和33体系[6,7,10,13]、薄膜[8,9,12,14,15]和复合粉体[4,5,10-12]3.2eV，与TiO的相近，它们的陶瓷和单晶在水环境2的方式得到广泛研究。但Cd2+、Pb2+离子有毒对环中金属离子的氧化和还原方得到研究和应用[21]。近境和人类健康有害，一些掺杂物在环境中稳定性较年来，有大量关于SrTiO[22,23]和各种掺杂SrTiO粉
6、体33差,主要表现为在水中溶解度大，容易发生光化学[24-28]应用于降解水中有机物的研究。由于碱土金属变化而失去半导体性质，此外还必须考虑掺杂半导离子强的还原性催化作用，在对难降解的有机物中体本身的催化性能。因此，探索新型半导体、优化苯基的降解中比TiO有较好的效果，笔者在这方面2掺杂量和合理化制备工艺减小粒子尺寸和改善分散已经有研究证明了这一点。由于苯基特别是一些取性应当是目前值得关注的问题。代苯是有毒和剧毒的，是很多有机污染物的初步分3.S和N等掺杂：S、N等掺杂和他们的复合掺解产物，而TiO对它们的降解性能较差，因此这方2杂
7、可以减小TiO的带宽能量得到了广泛面的研究和应用具有主要的意义。但制备尺寸接近2的关注，有大量的研究报导,例如N[16]、S[17]等TiO的粉体比较困难，对一般有机物会有较小的降2和N和S复合掺杂[18]可以显著增大光吸收限、吸收率解率，这是制约该类粉体应用的主要因素。应用辅和光催化效果。这种掺杂可能由于Ti和N、S等的化助sol-gel法[29]，水热法[30]有机溶剂热合成法[31]等一合物有比TiO较小的禁带宽度，增大了粉体的光吸些工艺可以获得粒子尺寸较小BaTiO和SrTiO粉233收范围。合成工艺主要有水热法[18]等。
8、体。4.金属离子掺杂：一项对多金属离子掺杂研究6.SiO掺杂：有研究表明添加10-30mol%的2表明[19]，经烧成后实际都变为金属氧化物，只有SiO可以改善TiO气凝胶的亲水性、促使锐钛矿向22Fe3+、V5+等少量掺杂具有较好的
